RU2071810C1

RU2071810C1 - Air cleaning apparatus

Info

Publication number: RU2071810C1
Application number: RU94036042A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков; П.А. Горшенин
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-01-20

Abstract

FIELD: industrial ecology control. SUBSTANCE: apparatus has perforated and porous drums mounted in axially aligned relation within housing 1 on hollow drive shafts 6 and one within the other so as to define gap 7 and annular channel 11. Apparatus is further provided with gas and water supply and discharge channels and gas swirlers 13 positioned at inlet end of each opening 14 of perforated drum. Each opening 14 is formed as supersonic nozzle. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике влажной очистки газов и может быть использовано в промышленной экологии. The invention relates to techniques for wet cleaning of gases and can be used in industrial ecology.

Известно устройство для очистки воздуха, содержащее установленный в корпусе с образованием зазора на полом приводном валу перфорированный барабан с буртиком в торцjвой части на внутренней поверхности, соосно закрепленный в перфорированном барабане на полом приводном валу с образованием кольцевого канала пористый барабан, выполненные в корпусе по разные стороны буртика каналы подачи газа и отвода жидкости, и каналы подачи жидкости в кольцевой канал и отвода газа из полости приводного вала [1]
Недостатками этого устройства являются низкая эффективность газоочистки и высокий расход жидкости.A device for air purification is known, comprising a perforated drum with a shoulder in the end portion on the inner surface mounted in the housing to form a gap on the hollow drive shaft, coaxially mounted in the perforated drum on the hollow drive shaft to form an annular channel, a porous drum made in the housing on opposite sides flange gas supply and liquid removal channels, and liquid supply channels to the annular channel and gas removal from the drive shaft cavity [1]
The disadvantages of this device are the low efficiency of gas cleaning and high fluid flow.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности газоочистки и снижение расхода жидкости за счет интенсификации массообмена. The technical result of the invention is to increase the efficiency of gas purification and reduce fluid flow due to the intensification of mass transfer.

Технический результат достигается тем, что устройство для очистки воздуха, содержащее установленный в корпусе с образованием зазора на полом приводном валу перфорированный барабан с буртиком в торцjвой части на внутренней поверхности, соосно закрепленный в перфорированном барабане на полном приводном валу каплеулавливающий барабан, выполненные в корпусе каналы подачи газа и отвода жидкости, и каналы подачи жидкости и отвода газа согласно изобретению, снабжено установленными на входе в каждое отверстие перфорированного барабана завихрителями, а каждое отверстие выполнено в виде сверхзвукового сопла, каплеулавливающий барабан выполнен пористым и размещен в перфорированном барабане с образованием кольцевого канала, каналы подачи газа и отвода жидкости разнесены по разные стороны буртика, канал подачи жидкости сообщен с кольцевым каналом, а канал отвода газа с полостью приводного вала. The technical result is achieved by the fact that an air purification device comprising a perforated drum with a shoulder in the end portion on the inner surface mounted in the housing to form a gap on the hollow drive shaft, a drop collecting drum coaxially mounted in the perforated drum on the full drive shaft, feed channels made in the housing gas and liquid outlet, and channels for supplying liquid and gas outlet according to the invention, is equipped with mounted at the entrance to each hole of the perforated drum each hole is made in the form of a supersonic nozzle, the droplet-collecting drum is made porous and placed in a perforated drum with the formation of an annular channel, the gas supply and liquid outlet channels are spaced on opposite sides of the shoulder, the liquid supply channel is in communication with the annular channel, and the gas outlet channel is drive shaft cavity.

Это позволяет интенсифицировать массообмен за счет турбулизации газовой фазы и ускорения обновления поверхности контакта фаз при бочкообразной форме потока газовой фазы со скачками уплотнения и генерированием в реакционной смеси колебаний давления акустических частот с одновременным диспергированием газовой фазы. This makes it possible to intensify mass transfer due to turbulization of the gas phase and acceleration of renewal of the contact surface of the phases in the barrel-shaped form of the gas phase flow with shock waves and generation of acoustic frequency pressure oscillations in the reaction mixture while dispersing the gas phase.

В предпочтительном варианте устройство снабжено установленным в зазоре между корпусом и перфорированным барабаном в зоне контакта с последним перфорированным статором, при этом отверстия перфораций барабана и статора выполнены в одинаковых плоскостях, по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом. In a preferred embodiment, the device is equipped with a perforated drum installed in the gap between the housing and the perforated drum in the contact zone with the last perforated stator, while the perforated drum and stator have holes in the same planes along coaxial circles with an unequal and non-multiple circumferential pitch.

Это позволяет интенсифицировать массообмен за счет увеличения энергоемкости генерируемых акустических колебаний. This allows you to intensify mass transfer by increasing the energy intensity of the generated acoustic vibrations.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки воздуха, продольный разрез, на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1, на фиг. 3 увеличенный фрагмент 1 на фиг. 2. In FIG. 1 shows a device for air purification, a longitudinal section, FIG. 2, section A A in FIG. 1, in FIG. 3 enlarged fragment 1 in FIG. 2.

Устройство для очистки воздуха содержит корпус 1 с каналами подачи 2 и отвода 3 газа и подачи 4 и отвода 5 жидкости, установленный в корпусе 1 на полом приводном валу 6 с образованием зазора 7 перфорированный барабан 8 с буртиком 9 в торцjвой части на внутренней поверхности, соосно закрепленный в перфорированном барабане 8 на полом приводном валу 10 с образованием кольцевого канала 11 пористый барабан 12, завихрители 13, установленные на входе в каждое отверстие 14 перфорированного барабана 8, которые выполнены в виде сверхзвуковых сопел. A device for air purification comprises a housing 1 with channels for supplying gas 2 and gas outlet 3 and gas supply 4 and 5, installed in the housing 1 on a hollow drive shaft 6 to form a gap 7, a perforated drum 8 with a shoulder 9 in the end portion on the inner surface, coaxially fixed in a perforated drum 8 on a hollow drive shaft 10 with the formation of an annular channel 11, a porous drum 12, swirlers 13 installed at the entrance to each hole 14 of the perforated drum 8, which are made in the form of supersonic nozzles.

В предпочтительном варианте в зазоре 7 в зоне контакта с барабаном 8 размещен перфорированный статор 15, отверстия 16 которого размещен в одинаковых плоскостях с отверстиями 14 барабана 8 по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом. In a preferred embodiment, in the gap 7 in the zone of contact with the drum 8, a perforated stator 15 is placed, the openings 16 of which are placed in the same planes with the openings 14 of the drum 8 along coaxial circles with an uneven and multiple circular pitch.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Через канал 4 и полость вала 6 в кольцевой канал 11 подают жидкость, например воду. В поле центробежных сил жидкость распределяется по внутренней поверхности перфорированного барабана 8 в виде пленки, радиальная толщина которой равна радиальной высоте буртика 9. Одновременно через канал 2 в зазор 7 подают очищенный воздух при давлении, превышающем давление пленки жидкости на стенку барабана 8. В случае наличия статора 15 в момент совпадения отверстий 14 и 16 или непрерывно, при его отсутствии, через отверстия 16 воздух поступает в кольцевой канал 11 и барботируется через пленку жидкости. Проходя через завихрители 13 и сопловые отверстия 14 поток газовой фазы приобретает закрученную бочкообразную форму и создает регулярные скачки давления в узлах бочкообразной структуры. На выходе из отверстий 14, выполненных в виде сверхзвуковых сопел, происходит турбулентный срыв струй газа с образованием и схлопыванием кавитационных полостей, которые наиболее интенсивны в момент перекрытия статором 15 отверстий 14 барабана 8. В результате поток газовой фазы дробится на отдельные пузырьки, в которых под действием инерционных сил, сил трения и кавитационного перепада давления возникают тороидальные циркуляционные потоки и пульсации объема, а в жидкой фазе происходит турбулизация ее течения под действием всплывающих пузырьков и пульсаций давления. Такой режим контакта фаз сопровождается ускоренным обновлением поверхности их контакта, интенсифицирующим массообменные процессы. Очищенный воздух после массообмена с жидкостью выходит в свободное от нее пространство кольцевого канала 11, отделяется от выносимых им брызг, проходя через пористый барабан 12, и удаляется из устройства по полости вала 10 и каналу 3. Отсепарированная жидкая фаза в виде брызг по мере накопления и коагуляция сбрасывается в пленку с поверхности пористого барабана 12 в поле центробежных сил при его вращении на приводном валу 10. При непрерывной подачи отработанная жидкая фаза переливается через буртик 9 и удаляется из устройства по каналу 5. Through the channel 4 and the cavity of the shaft 6 in the annular channel 11 serves a liquid, such as water. In the field of centrifugal forces, the liquid is distributed on the inner surface of the perforated drum 8 in the form of a film, the radial thickness of which is equal to the radial height of the shoulder 9. At the same time, purified air is supplied through the channel 2 to the gap 7 at a pressure exceeding the pressure of the liquid film on the wall of the drum 8. If there is the stator 15 at the moment of coincidence of the holes 14 and 16, or continuously, if there is none, through the holes 16, air enters the annular channel 11 and sparges through the liquid film. Passing through the swirls 13 and nozzle openings 14, the gas phase flow acquires a swirling barrel-like shape and creates regular pressure surges at the nodes of the barrel-shaped structure. At the exit from the openings 14, made in the form of supersonic nozzles, there is a turbulent disruption of the gas jets with the formation and collapse of cavitation cavities, which are most intense at the moment the stator 15 closes the openings 14 of the drum 8. As a result, the gas phase flow is divided into separate bubbles, in which the action of inertial forces, friction forces, and cavitation differential pressure, toroidal circulation flows and volume pulsations occur, and in the liquid phase its flow is turbulized under the action of pop-up bubbles rings and pressure pulsations. Such a phase contact regime is accompanied by an accelerated renewal of their contact surface, intensifying mass transfer processes. The cleaned air after mass transfer with the liquid enters the free space of the annular channel 11, is separated from the spatter carried out by it, passing through the porous drum 12, and is removed from the device through the shaft cavity 10 and the channel 3. The separated liquid phase in the form of a spray as it accumulates and coagulation is discharged into the film from the surface of the porous drum 12 in the field of centrifugal forces when it is rotated on the drive shaft 10. With continuous supply, the spent liquid phase overflows through the bead 9 and is removed from the device through channel 5.

При характерных для данного устройства и устройства-прототипа числах Рейндольса, равных 10² 10³, осредненные по времени числа Шервуда составляют для устройства 35 50, а для прототипа 20 30, что подтверждает интенсификацию массообменных процессов, которая, в свою очередь, повышает эффективность газоочистки и снижает удельный расход жидкой фазы.With Reindols numbers typical for this device and the prototype device equal to 10 ² 10 ³ , the time-averaged Sherwood numbers are 35 50 for the device, and 20 30 for the prototype, which confirms the intensification of mass transfer processes, which, in turn, increases the efficiency of gas purification and reduces the specific flow rate of the liquid phase.

Claims

1. A device for air purification, comprising a perforated drum mounted in a housing on a hollow drive shaft with a shoulder in the end portion on the inner surface, positioned relative to the housing to form a gap, and a droplet-collecting drum coaxially attached to the perforated drum, made in the housing channels for supplying gas and liquid outlet, channels for supplying liquid and gas outlet, characterized in that it is equipped with swirlers installed at the entrance to each hole of the perforated drum, p and each hole has the form of a supersonic nozzle, the droplet-collecting drum is made porous and placed in a perforated drum with the formation of an annular channel, the gas supply and liquid outlet channels are spaced on opposite sides of the flange, the liquid supply channel is in communication with the annular channel, and the gas outlet channel with the drive cavity shaft.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a perforated drum installed in the gap between the housing and the perforated drum in the contact zone with the last perforated stator, while the holes of the perforated drum and the stator are made in the same planes, along coaxial circles with an unequal and non-multiple circumferential step.